Превращение и использование энергии

В процессе обмена веществ постоянно происходит пре­вращение энергии: энергия сложных органических соедине­ний, поступивших с пищей, превращается в тепловую, меха­ническую и электрическую. Человек и животные получают энергию из окружающей среды в виде потенциальной энер­гии, заключенной в химических связях молекул жиров, бел­ков и углеводов. Все процессы жизнедеятельности обеспечи­ваются энергией за счет анаэробного и аэробного метаболиз­ма. Получение энергии без участия кислорода, например, гликолиз (расщепление глюкозы до молочной кислоты), на­зывается анаэробным обменом. В ходе анаэробного расщеп­ления глюкозы (гликолиза) или ее резервного субстрата гли­когена (гликогенолиза) превращение 1 моля глюкозы в 2 мо­ля лактата приводит к образованию 2 молей АТФ. Энергии, образующейся в ходе анаэробных процессов, недостаточно для осуществления активной жизни, поэтому необходимы процессы, про­исходящие с участием кислорода, которые энергетически более эф­фективны. Все процессы, генерирующие энергию с участием кислорода, называются аэробным обменом. Биологическое окисление в сущности представляет собой «сгорание» вещества при низ­кой температуре, часть энергии, высвобождающейся при окислении, запасается в высокоэнергетических фосфатных связях аденозинтрифосфата (АТФ). АТФ является аккумуля­тором химической энергии и средством ее переноса, диф­фундируя в те места, где она требуется. Общее количество молекул АТФ, образующихся при полном окислении 1 моля глюкозы до СО₂ и Н₂О, составляет 25,5 молей. При полном окислении молекулы жиров образуется большее количество молей АТФ, чем при окислении молекулы углеводов.

 

 

Использование химической энергии в организме называют энергетическим обменом, именно он служит показателем общего состояния и физиоло­гической активности организма.

Единица измерения энергии, обычно применяемая в биологии и медицине, - калория (кал). Она определяется как количество энергии, необходимое для повышения темпера­туры 1 г воды на 1 °С. В Международной системе единиц (СИ) при измерении энергетических величин используется джоуль (1 ккал = 4,19 кДж).

Основной обмен

Интенсивность энергетического обмена значительно варьирует и зависит от многих факторов. Поэтому для срав­нения энергетических затрат у разных людей была введена условная стандартная величина - основной обмен. Основной обмен - это минимальные для бодрствующего организ­ма затраты энергии, определенные в строго контролируемых стандартных условиях:

1) при комфортной температуре (18-20°С тепла);

2) в положении лежа (но обследуемый не должен спать);

3) в состоянии эмоционального покоя, так как стресс усиливает метаболизм;

4) натощак, т.е. через 12-16 ч после последнего приема пищи.

Основной обмен зависит от пола, возраста, роста и мас­сы тела человека. Величина основного обмена в среднем со­ставляет 1 ккал в 1 ч на 1 кг массы тела. У мужчин в сутки основной обмен приблизительно равен 1700 ккал, у женщин основной обмен на 1 кг массы тела примерно на 10% мень­ше, чем у мужчин, у детей он больше, чем у взрослых, и с увеличением возраста постепенно снижается.

Правило поверхности

У млекопитающих величина основного обмена, рассчи­танная на 1 кг массы тела, сильно различается: чем меньше животное, тем выше обмен. Если пересчитать интенсивность обмена на 1 м поверхности тела, полученные величины от­личаются не столь значительно. Рубнер в 1868 г. установил, что затраты энергии (интенсивность обмена) пропорцио­нальны величине поверхности тела. Это объясняется необхо­димостью поддерживать постоянную температуру соотно­шением теплопродукции и теплоотдачи, так как при относи­тельно большой поверхности теряется больше тепла. У чело­века отношение основного обмена к поверхности тела оказа­лось величиной сравнительно постоянной. Ежедневная про­дукция тепла на 1 м поверхности тела у человека равна 3559-5234 кДж (850-1250 ккал).

Для определения поверхности тела применяется фор­мула, выведенная на основании анализа результатов прямых измерений поверхности тела:

R=К×m,

где К равна 12,3 (у человека), m – масса тела.

Более точно поверхность тела можно определить по формуле предложенной Дюбуа:

R=W^0,425×H^0,725×71,84

где W – масса тела, кг, H – рост, см.

Правило поверхности лишь относительно верно, о чем свидетельствует тот факт, что у индивидуумов е одинаковой поверхностью тела интенсивность метаболизма может зна­чительно различаться. Это связано с особенностями метабо­лизма, состоянием нервной, эндокринной и других систем. Во время сна интенсивность мета­болизма почти на 10% ниже основного обмена. Разница ме­жду бодрствованием в состоянии покоя и сном объясняется тем, что во время сна мышцы расслаблены. При гиперфунк­ции щитовидной железы основной обмен повышается, а при гипофункции - понижается. Понижение основного обмена происходит при недостаточности функций половых желез, гипофиза.

Энергетический баланс – соотношение между расходом энергии организмом человека и поступлением ее за счет пищи.

Различают 3 вида энергетического баланса:

- энергетическое равновесие - расход энергии соответствует ее поступлению, такой вид баланса является физиологичным для здорового взрослого человека;

- о трицательный энергетический баланс - расход энергии превышает энергопоступление. Наблюдается при различных видах голодания и характеризуется мобилизацией всех ресурсов организма на продукцию энергии для ликвидации энергетического дефицита. При этом все пищевые вещества, в том числе белок, используются как источник энергии. На энергетические цели расходуется не только белок пищи, но и белок собственных тканей организма, что приводит к возникновению белковой недостаточности. Недостаточное по энергоценности питание ведет к нарушению обмена веществ, уменьшению массы тела, снижению работоспособности и т.д.В последние годы установлено, что при сниженной массе тела возрастает риск смертности от сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Согласно современным данным, отрицательный энергетический баланс рассматривается как единый комплекс белково-энергетической недостаточности (БЭН).

 

 

- Положительный энергетический баланс характеризуется превышением энергетической ценности пищевого рациона над расходом энергии. Этот вид баланса является физиологичным для детей, беременных, кормящих женщин и т.д. Э нергетически избыточное питание является главным фактором возникновения избыточной массы тела и алиментарного ожирения. Избыточная масса тела характеризуется отложением избыточного жира в организме и увеличением нормальной массы тела на 5-10%, увеличение свыше 10% является ожирением. Ожирение по степени выраженности классифицируется на 4 степени: I - избыток массы тела составляет - 10 - 30%, II степень - 30-50%, Ш степень - 50-100% и IV степень - 100% и более. В настоящее время в экономически развитых странах распространенность избыточной массы тела составляет 50%, а ожирения 25-35%. Следствием выраженного ожирения является нарушение функций некоторых органов и систем организма, кроме того, ожирение является фактором риска и способствует раннему проявлению и прогрессированию атеросклероза и ишемической болезни сердца, сахарного диабета второго типа, артериальной гипертензии, желчнокаменной болезни и ряда других заболеваний.

3.4. Методы определения энергозатрат

Для определения энергозатрат организма пользуются различными лабораторными и расчетными (табличными) методами.

К лабораторным методам относят:

- Метод прямой калориметрии основан на измерении тепла, которое выделяет организм при различных видах деятельности. Для этой цели используют калориметрическую камеру, в которой определяют количество тепла, выделенного человеком при выполнении определенного вида работы.

- Метод непрямой калориметрии заключается в том, что окислительные процессы, происходящие в организме, связаны с потреблением кислорода и выделением углекислоты. С этой целью вычисляют дыхательный коэффициент - отношение между количеством выделяемого углекислого газа и количеством поглощенного кислорода в 1 мин. По величине дыхательного коэффициента, пользуясь специальной таблицей, находят величину энергетического эквивалента кислорода, а затем вычисляют количество израсходованнной энергии в единицу времени. Определяя расход энергии в состоянии покоя и при выполнении той или иной работы, по разности полученных величин находят затраты энергии на выполнение работы.

- Метод алиментарной энергометрии (калориметрии) основан на том, что у взрослого человека отмечается стабилизация массы тела в условиях соответствия энергозатрат калорийности принимаемой пищи (физиологические колебания массы тела в пределах 300 г в расчет не принимаются). Если калорийность рационов питания превышает энергозатраты, то масса тела нарастает и наоборот. При данном методе проводится ежесуточное лабораторное определение калорийности принятой пищи и регистрация массы тела.

Табличные методы:

- хронометражно-табличный метод, при котором точно учитывается время, затрачиваемое на выполнение той или иной работы. Полученные хронометражные данные с помощью таблиц расхода энергии при различных видах деятельности позволяют определить суточные энергозатраты.

- метод определения энергозатрат с учетом коэффициента физической активности и величины основного обмена заключается в умножении коэффициента физической активности (КФА), соответсвуещего определенному виду деятельности на величину основного обмена (ВОО).

Регуляция обмена веществ

Обменные процессы в организме происходят под действием ферментов и регулируются нервно-гуморальным путём.

Почти все железы внутренней секреции принимают участие в регуляции обмена веществ:

· щитовидная железа регулирует окислительные процессы, влияя на рост и развитие организма;

· надпочечники регулируют углеводный, жировой и белковый обмен (способствуют превращению белков в углеводы), регулируют обмен воды и солей.

 

Нарушения регуляции обмена веществ вызывают различные заболевания.

 

64. Витамины и их значение для организма.

Для нормального обмена веществ и жизнедеятельности чрезвычайно важны витамины — органические соединения разнообразной химической природы. Они обеспечивают оптимальную скорость протекания биохимических реакций и физиологических процессов за счет выполнения непосредственно или в составе более сложных соединений каталитических и регуляторных функций.

Выделяют две группы витаминов: 1) жирорастворимые (A, D, Е и К); 2) водорастворимые (В,, В₂, пантотеновая кислота, РР, В₆, В₉, В₁₂, Н, С и Р). Существуют витаминоиодобные вещества (холин, линоевая и пангамовая кислоты и др.), обладающие некоторыми свойствами витаминов, но не являющиеся строго обязательными пищевыми факторами. Дефицит витаминоподобных веществ не проявляется специфическим симптомокомплексом.

Из истории открытий

Важность некоторых видов еды для предотвращения определенных болезней была известна еще в древности. Так, древние египтяне знали, что печень помогает от куриной слепоты. Ныне известно, что куриная слепота может вызываться недостатком витамина А В 1330 г. в Пекине Ху Сыхуэй опубликовал трехтомный труд «Важные принципы пищи и напитков», систематизировавший знания о терапевтической роли питания и утверждавший необходимость для здоровья комбинировать разнообразные продукты.

Заболевания, развивающиеся при глубоком дефиците витаминов в организме и характеризующиеся клиническими симптомами, принято называть авитаминозами (цинга, бери-бери, пеллагра, рахит и др.).

Если витамины усваиваются в недостаточном количестве, клиническая картина заболевания (гиповитаминоз) характеризуется преобладанием общих неспецифических проявлений умеренного дефицита витаминов (головокружение, раздражительность, головная боль, ослабление памяти, физическая и умственная утомляемость и т.д.). Гипервитаминозы — патологические состояния, вызванные поступлением в организм чрезмерно большого количества витаминов и характеризующиеся нарушениями физиологических процессов, связанными со специфической ролью витаминов в обмене веществ, а отчасти имеющие характер неспецифического отравления. Наиболее токсичны жирорастворимые витамины А и D.

Гипо- и авитаминозы бывают экзогенными (первичными) и эндогенными (вторичными). Причинами эндогенных гипо- и авитаминозов являются: недостаточный синтез витаминов кишечной микрофлорой; нарушения процессов всасывания витаминов при заболеваниях ЖКТ, печени, поджелудочной железы; усиленный распад или конкурентная утилизация витаминов в кишечнике при наличии кишечных паразитов и патогенной микрофлоры; поступление в организм антивитаминов (пищевых, лекарственных и др.); повышенная потребность в витаминах при некоторых физиологических и патологических состояниях (беременность, лактация, физическая и нервно-психическая нагрузка и др.); нарушения обмена витаминов, связанные с заболеваниями органов, принимающих участие в их метаболизме, или с недостатком веществ, необходимых для метаболизма витаминов; врожденные нарушения обмена витаминов.

Основным источником витаминов для человека является пища. Содержание витаминов в пищевом рационе зависит от сорта и вида продуктов, способов и сроков их хранения, характера технологической обработки пищи, выбора блюд. При термической обработке нищи теряется от 25% до 90—100% витаминов, поэтому наиболее полезны свежие овощи. Овощи без кожуры содержат значительно меньше витаминов. Содержание витаминов в овощах и фруктах очень широко варьирует в разные сезоны.

Для поддержания нормальной жизнедеятельности организма недостаточно наличия в кормах только белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, а требуются еще и витамины.

Витаминами — это низкомолекулярные органические соединения, в очень малых дозах обеспечивающие нормальное течение биологического и физиологического процессов в организме. В настоящее время известно более 30 витаминов, установлена их химическая структура.

Нарушения обмена веществ, вызываемые полным отсутствием в кормах того или иного витамина, называют авитаминозами, а недостаточное их поступление в организм - гиповитаминозами.

По своим свойствам витамины делят на две группы: жирорастворимые и водорастворимые.

Жирорастворимые витамины.

К этой группе относятся витамины групп A, D, Е и К.

Витамин А (ретинол). Он содержится только в продуктах животного происхождения: в молоке, масле, печени рыб и яйцах птиц. Предшественником ретинола служит каротин, который, поступая с кормом в организм животных, превращается в ретинол в стенке тонких кишок, в печени и крови.

Витамин А имеет большое физиологическое значение, принимает участие в важнейших химических процессах обмена веществ. При его недостатке у молодняка замедляется или прекращается рост, плохо заживают раны, что связано с торможением процессов регенерации тканей. При А–гиповитаминозе у всех животных наступают патологические изменения эпителиальной ткани слизистых оболочек дыхательных и пищеварительных органов, половой системы, отмечают выделения из глаз и носа, ксерофтальмию, помутнение роговицы, куриную слепоту (гемеролопию).

 

 

Витамины группы D (кальциферол). Антирахитический витамин. Для крупного рогатого скота, овец, свиней и лошадей имеют значение эргоферол (D₂) и кальциферол (D₃). Биосинтез кальциферола происходит в коже животных под влиянием ультрафиолетовых лучей солнца или кварцевой лампы.

Витаминами этой группы богаты жир, получаемый из печени морских рыб. Они содержатся в сливочном масле, молоке, яичном желтке, печени животных.

Кальциферолы принимают участие в регуляции минерального и энергетического обменов, оказывают влияние на использование азота, углеводов, кальция, фосфора и особенно трудноусвояемого фитинового фосфора зерновых кормов.

При недостатке кальциферолов у молодняка развивается рахит, а у взрослых животных — остеомаляция. У маток и производителей нарушается воспроизводительная способность, снижается продуктивность.

Витамины группы Е (токоферолы). Витамины этой группы обладают антиокислительными свойствами, способствуют усвоению и сохранению витаминов группы А и каротина в организме, участвуют в обмене жиров, белков и углеводов. Наибольшей биологической активностью обладает альфа-токоферол.

 

 

Витамины группы Е присутствуют в продуктах как растительного, так я животного происхождения: в растительных маслах (особенно в масле облепихи и ростков пшеницы), зеленых овощах, зернах злаков, коровьем масле, мясе, молоке, яйцах. При недостатке витаминов группы Е нарушается сперматогенез, тормозится развитие зародыша, в дальнейшем плод может погибнуть. При Е-гиповитаминозе развивается мышечная дистрофия, мышцы становятся дряблыми, белыми, нарушается деятельность мышцы сердца. Телята и ягнята становятся малоподвижными, при ходьбе задыхаются. У свиней возникают дистрофия мышц, некроз печени.

Витамины группы К. К_{1 —} филлохинон, К₂ — фарнахинон, К₃ — викасол — антигеморрагичесие факторы. Они играют важную роль в процессе свертывания крови. При их отсутствии кровь теряет способность быстро свертываться. В организме снижается уровень белка протромбина и других факторов, участвующих в процессе свертывания крови. Введение витаминов группы К стимулирует синтез белков в печени. Кроме того, при К–гиповитаминозе появляются подкожные и внутримышечные кровоизлияния, развивается анемия.

65. Микроструктура и функции почек. Механизм образования мочи и его регуляция.

Структурно-функциональной единицей почки является нефрон. В почке коров – 4 млн. нефронов, овец – 1 мн., свиней – 1,5 млн. Нефрон – это длинный каналец, начальный отдел которого в виде двустенной чаши, окружает капиллярный клубочек, а конечный отдел – впадает в собирательную трубку. В нефроне выделяют следующие отделы (рис**):

- почечное тельце (находится в корковом слое), состоящее из сосудистого (мальпигиевого) клубочка и окружающей его капсулы Шумлянского-Боумена;

- проксимальный сегмент канальца, включающий извитую часть (извитой каналец 1-го порядка) и прямую часть (толстый нисходящий отдел петли Генле), который находится в мозговой части почки;

- тонкий сегмент петли нефрона – петля Генле (нисходящая и восходящая части), расположены в мозговом слое;

- дистальный сегмент состоящий из прямой части (толстый нисходящий отдел петли нефрона) и извитой части (извитой каналец 2-го порядка) впадающий в собирательную трубочку, которые так же расположены в мозговом слое (рис***).

Множество собирательных трубочек, сливаясь, образуют общие выводные протоки, которые проходят через мозговой слой и впадают в почечную лоханку. Почечная лоханка открывается в мочеточник, который в свою очередь впадает в мочевой пузырь. Среди функционирующих в почке нефронов необходимо выделить юкстагломерулярные, расположены в области входа в почечный клубочек приносящей к области выхода выносящей кровь артериол. Они вырабатывают активное вещество ренин, участвующий в регуляции артериального давления, вводно-солевого обмена организма.

Кровоснабжение почек. Почки получают кровь из почечной артерии, являющейся одной из крупных ветвей аорты. Артерия в почке делится на большое число мелких сосудов – артериол, приносящих кровь к клубочкам (приносящие артериолы).

 

Эта капиллярная сеть, сливаясь, образует выносящую артериоллу, диаметр которой в два раза меньше диаметра приносящей. Выносящая артериолла вскоре после выхода из клубочка вновь распадается на капилляры, образуя вторую капиллярную сеть, оплетающую проксимальные и дистальные извитые канальцы. Артериальные капилляры переходят в венозные, сливаясь в вены они отдают кровь в заднюю полую вену.

Давление крови в капиллярах сосудистого мальпигиевого клубочка выше, чем во всех капиллярах тела. Оно равно 70-90 мм рт. ст., что составляет 60-70 % от давления в аорте. В капиллярах, оплетающих извитые канальцы давление - 20-40 мм рт. ст.

Около 90 % всего количества крови протекающей через почки, проходит через корковое вещество, масса которого составляет 70% массы почек.

В почках осуществляется саморегуляция почечного кровоснабжения, благодаря чему кровоток и кровяное давление в клубочковых капиллярах не меняется, несмотря на значительные изменения артериального давления. Тонус сосудов изменяется под влиянием симпатической нервной системы и ренин-ангиотензина.

Механизм образования и состав мочи. Мочеобразование – это сложный физиологический процесс, состоящий из фильтрации, реабсорбции (обратное всасывание) и секреции. Вся циркулирующая кровь проходит через почки за несколько минут. У свиньи массой 90-100 кг в течении суток - 500 литров крови, у коров – 7-10 тонн.

Первый этап мочеобразования. В капиллярах клубочков проходит начальный этап мочеобразования – фильтрация из плазмы крови воды со всеми растворенными в ней органическими и неорганическими веществами за исключением белка через капсулу Шумлянского-Боумена. Фильтрация будет происходить, если давление крови в капиллярах клубочков (будет составлять 70-90 мм рт. ст.), т.е. превышать давление плазмы и давление жидкости в капсуле клубочка. Эта разность давления обусловлена тем, что приносящая артерия клубочков шире выносящей. Анализ первичной мочи показал, что ее состав (за исключением белка) идентичен составу плазмы крови.

Второй этап мочеобразования – реабсорбция. В почечных канальцах из первичной мочи в кровь возвращается вода, глюкоза, аминокислоты, часть солей и небольшое количество мочевины. В результате этого процесса образуется конечная или вторичная моча, которая по составу резко отличается от первичной - в ней нет глюкозы, аминокислот, некоторых солей, но резко повышенно содержание мочевины. За сутки образуется 2-2,5 л первичной мочи на 1 кг живой массы животного. У свиньи – 200-250 л, у коров 1000-2000 л, но благодаря реабсорбция ее остается не более 1 % от первичной мочи.

Реабсорбция может проходить активно и пассивно. Активная реабсорбция осуществляется при участии специальных переносчиков (Na) и с затратой энергии АТФ. Активно реабсорбируются глюкоза, аминокислоты, фосфаты, соли Nа. Они всасываются обратно из мочи в кровь, даже если их концентрация в крови равна или выше их концентрации в первичной моче. (АТФ, ионы Nа).

Пассивная реабсорбция происходит без затрат энергии – за счет диффузии и осмоса. В этом процессе большая роль принадлежит разнице онкотического и гидростатического давления в капиллярах канальцев. За счет пассивной реабсорбции осуществляется обратное всасывание воды, хлоридов, мочевины, также веществ, подлежащих выведению из организма.

Обратное всасывание веществ из мочи в кровь в различных частях нефрона неодинакова. В проксимальном отделе канальца всасывается глюкоза, частично ионы Nа ⁺ и К⁺, в дистальном – хлориды, Nа и К. Особое место в реабсорбции воды занимает петля Генле. Эпителий ее нисходящего отдела пропускает воду, а эпителий восходящего колена – непроницаем для воды, но способен активно поглощать ионы Nа ⁺ и переносить их в тканевую жидкость, а через нее - обратно в кровь

Секреция

 

Кроме реабсорбции в канальцах осуществляется процесс секреции. В клетках почечных канальцев синтезируются некоторые вещества, например, гиппуровая кислота, аммиак путем дезаминирования части аминокислот. В почках синтезируются многие биологичски активные вещества: гормон ренин, секреция которого усиливается при уменьшении артериального давления, эритрогенин, способствующий превращению в плазме эритропоэтиногена в эритропоэтин, кининогенин, катализирующий превращение кининогенов в кинины, медуллин (простогландин А₂), усиливающий кровоток в почках и распределение крови между корковым и мозговым веществом почки, оказывающим антигипертензивное действие, урокиназа – (фактор фибринолиза), витамин Д₃

66.  Физиология половой системы самцов.

Спермиогенез. Это процесс образования спермиев. Спермин разви­ваются в извитых канальцах семенника. К мембране (оболочке) семен­ного канальца с внутренней стороны прилегают опорные клетки Сертоли и несколько слоев клеток зародышевого эпителия — сперматогонии. Последние делятся, часть из них остается у оболочки, заменяя материнские, остальные оттесняются в следующий ряд, образуя после нескольких делений сперматоциты 1-го порядка, которые снова делят­ся, давая сперматоциты 2-го порядка. Последние еще раз делятся, обра­зуя по две сперматиды, из которых формируются спермин. Образовав­шиеся спермин оттесняются в просвет семенного канальца, затем в пря­мые канальцы, сеть семенника и канал его придатка. Все зародышевые клетки и формирующиеся спермин внутри извитого канальца находят­ся в студневидном веществе — сертолиевом симпласте, обеспечиваю­щем их питание. Сформировавшиеся спермин выделяют фермент гиалуронидазу, который разжижает студенистый симпласт, благодаря чему спермин в середине канальца оказываются в жидкой среде и становятся подвижными. Процесс спермиогенеза обусловлен влиянием гормонов передней доли гипофиза. У самцов ФСГ вызывает развитие семенных канальцев и стимулирует начальные стадии спермиогенеза. Л Г стимулирует развитие интерстициальной ткани и выработку муж­ского полового гормона — тестостерона, необходимого для нормально­го завершения спермиогенеза.

В свою очередь, ФСГ и Л Г выделяются под влиянием нейросекретов гипоталамуса, так называемых рилизинг-факторов, или либеринов, поступающих по воротной системе в переднюю долю гипофиза.

В семенниках нормальных половозрелых самцов спермин образуют­ся непрерывно, но с разной интенсивностью, что зависит от состояния животного, режима его использования в случке, кормления, времени года и пр.

Гормон тестостерон, синтезирующийся в семенниках, определяет вторичные мужские половые признаки и потенцию. Перемена во внеш­нем виде и даже в поведении животного после кастрации объясняется отсутствием полового гормона.

В придатке семенника спермин перемещаются вследствие давления вновь поступающих спермиев и сокращения стенок канала придатка даже при отсутствии спаривания. Время продвижения их по длине ка­нала придатка составляет 4...8 дней, а время от начала делений сперматогоний до выведения зрелых спермиев при эякуляции 50...55 дней. В придатке семенника спермин дозревают, покрываются липопротеидной оболочкой, приобретают отрицательный электрический заряд.

Хвост придатка семенника служит местом хранения спермиев, чему способствует его строение (обильное кровоснабжение и иннервация ка­нала), обеспеченность питательными веществами, слабокислая реак­ция секрета, выделяемого стенками канала, в результате чего спермин остаются неподвижными и сохраняют энергию.

У млекопитающих животных спермин образуются, созревают и хра­нятся в придатках семенников при температуре на 3...4°С ниже, чем температура тела. Это обеспечивается тем, что семенники находятся вне брюшной полости, в мошонке, а в регуляции температуры участву­ют кожа и мышцы мошонки. В жаркую погоду мышцы мошонки и се­менного канатика расслабляются, семенники опускаются вниз, через потовые железы испаряется много жидкости, что обусловливает пони­жение температуры в семенниках. В холодную погоду, напротив, мыш­цы мошонки сокращаются, кожа сморщивается в складки, семенники подтягиваются к брюшной полости, что предохраняет их от переох­лаждения. Если в семенниках и придатках повысить температуру до 38...40 "С, то спермин в придатках погибают, а в семенных канальцах прекращается образование новых спермиев.

Среди самцов встречаются крипторхиды (нутрецы), у которых семенники не опустились в мошонку, и вследствие высокой температуры в семенниках нормального спермиогенеза не происходит, поэтому сам­цы не способны оплодотворять самок.

Половые рефлексы. Половые рефлексы разделяют на безусловные (врожденные) и условные (приобретенные), совокупность которых со­ставляет половой инстинкт (биологический закон размножения). По­ловой инстинкт проявляется одновременно с половой зрелостью жи­вотных и находится в непосредственной зависимости от нейрогуморальной регуляции половой функции и условий существования животных.

В проявлении половой функции участвуют различные отделы цент­ральной и вегетативной нервной системы. Кора головного мозга, сум­мировав полученные раздражения, посылает импульсы в подкорковые половые центры — промежуточный мозг, гипоталамус, которые, в свою очередь, передают импульсы в центры эрекции (подготовка полового члена к спариванию) и эякуляции (выделение спермы), расположенные в спинном мозге на уровне крестцовых и поясничных позвонков и свя­занные как с гипоталамусом и корой головного мозга, так и с рецепто­рами, находящимися в половых органах.

У самцов под влиянием нервных импульсов, возникающих перед спариванием и во время него, задняя доля гипофиза выделяет гормон окситоцин, обусловливающий сокращение мышц придатков семенни­ков, спермиопроводов, придаточных половых желез, что ведет к эяку­ляции спермы.

Половые функции проявляются при наличии условных половых рефлексов, образующихся на основе безусловных в течение индивиду­альной жизни животных. Условные рефлексы формируются очень бы­стро. Такое сильное подкрепление, как акт спаривания или выделение спермы в искусственную вагину, ведет к закреплению условных рефлек­сов с первого сочетания. При этом условными половыми раздражите­лями служат вид подготовленной к спариванию самки; вид манежа, где происходит спаривание или получение спермы; техник, берущий спер­му; искусственная вагина и пр. Внешние половые раздражители вызы­вают у самца готовность проявлять половую функцию.

К половым рефлексам самцов относят: половое влечение, эрекцию, обнимательный и совокупительный рефлексы, эякуляцию.

Половое влечение — стремление самцов отыскать и преследовать са­мок, находящихся в состоянии охоты. Раздражителями при этом служат вид животного, его запахи, звуки, издаваемые самкой. Близость двух разнополых особей, зрительные, слуховые, обонятельные и тактильные восприятия приводят их нервную систему в возбуждение, обусловли­вающее проявление рефлексов полового акта.

Рефлекс эрекции — изменения в половых органах самца перед сово­куплением: увеличение размеров полового члена за счет сильного на­полнения его кровеносных сосудов кровью, повышение его упругости, температуры и чувствительности. Все эти изменения способствуют введению пениса в половые органы самки. При наступлении эрекции седалищно-кавернозная и луковично-кавернозная мышцы сокращаются и прижимают корень полового члена к седалищным костям, чем задер­живается отток крови от него.

Обнимательный рефлекс проявляется таким образом: самец вскаки­вает на самку и обхватывает ее бока передними конечностями (фикса­ция на теле самки). У жеребцов, хряков и самцов собак обнимательный рефлекс хорошо выражен; у быков, баранов и др. — слабее.

Совокупительный рефлекс — введение полового члена во влагалище самки при толкательных движениях самца. Рецепторы пениса воспри­нимают термические и механические раздражения, возникающие при трении о слизистую оболочку влагалища, что обусловливает эякуляцию.

Рефлекс эякуляции — выделение спермы из половых органов самца, обусловленное сокращением мышц половых органов. Эякуляция со­провождается своеобразным общим нервным возбуждением (оргаз­мом), возникающим вследствие раздражения эякуляторного центра.

+Условные половые рефлексы могут усиливать, задерживать или по­давлять безусловные, на основе которых они формируются. У произво­дителей, как правило, вырабатываются условные половые рефлексы на обстановку, в которой происходит случка или получают сперму на искусственную вагину и т. д.

67. Физиология половой системы самок.

 

Половые органы самок животных подразделяют на наружные (половые губы и клитор) и внутренние. К внутренним относят влагалище (собственно влагалище и его преддверие), матку (в которой различают шейку, тело и рога), яйцепроводы и яичники. В половых органах самок образуются яйцеклетки, происходит их оплодотворение спермиями, развиваются зародыши и вырабатываются гормоны, регулирующие указанные процессы.

Яичники. Парные внутренние органы, в которых образуются половые клетки и синтезируются гормоны, необходимые для осуществления процессов воспроизводства (рис. 9.2). Размеры яичников у коровы — 2...5 х 1,2 см, у овцы — 0,5... 1 х 0,3...0,5 см, у свиньи — 5 х 2 см, у кобылы — 10 х 5 см. Их размеры и масса в значительной степени зависят от стадии полового цикла, возраста и

Рис. 9.2. Яичник млекопитающего:

/ — примордиальные фолликулы; 2— растущий фолликул; 3, 4— граафов пузырек; 5 — овулировавшая яйцеклетка в метафазе второго деления созревания; б— спавшийся граафов пузырек; 7— атретический фолликул, 8— желтое тело

массы животных. В частности масса яичников у свиней разного возраста может колебаться от 2 до 15 г.

Яичники состоят из соединительнотканого остова и паренхимы, покрыты белочной оболочкой, поверхность которой выстлана зачатковым эпителием. В соединительной ткани яичника различают корковый и мозговой слои. В корковом слое расположено множество фолликулов, находящихся на разной стадии развития или атрезии (гибели), и желтых тел. В мозговом слое находится большое количество нервных волокон, крупных кровеносных и лимфатических сосудов, которые в центре зоны многократно ветвятся. Отсюда нервы и сосуды направляются в корковый слой, где достигают всех функциональных образований. Вокруг фолликулов, желтых тел и интерстициальных клеток формируются нервные сплетения.